科技何以助力敦煌莫高窟再續千年？

　　中新網北京8月17日電 (記者 應妮) 這里有滿壁風動的盛唐芳華、飄逸靈動的飛天仙女、千古流傳的九色鹿傳說；這里見證東西方文化交匯的重要樞紐，是中華文明幾千年不斷融會貫通的典范。這里，是敦煌。

　　敦煌莫高窟標志性建筑九層樓，即第96號窟。敦煌研究院供圖

　　從公元4世紀至14世紀，1000多年間，一代代人開窟造像，成就莫高窟這座舉世聞名的藝術寶庫，至今仍存735個洞窟、4.5萬平方米壁畫、2000多身彩塑。今天，在科技手段助力下，敦煌人有信心為莫高窟再續命千年。

　　“數字敦煌”放眼永久

　　2016年，“數字敦煌”資源庫平臺上線，首次通過互聯網向全球發布敦煌石窟30個經典洞窟的高清數字化內容及全景漫游；2020年，“云游敦煌”微信小程序上線；2022年底，“數字敦煌·開放素材庫”全球開放；今年4月，結合敦煌學研究成果與游戲科技的“數字藏經洞”上線……

　　如果說“數字敦煌”是莫高窟一張靚麗的數字名片，那么海量數字化采集則是“數字敦煌”的基礎。

　　工作人員在莫高窟第341窟對壁畫進行數字化采集。應妮 攝

　　記者日前在莫高窟第341窟數字化采集現場看到，滑軌上的相機鏡頭在明亮的燈光下自動散點分幅拍攝，一點點采集壁畫的局部；窟外盛夏暑氣逼人，窟內陰涼寒氣入骨，工作人員一待就是一天。采集之后，在敦煌研究院的數字化所辦公室，工作人員則須更精細地對圖片進行拼接和三維定位修正，或者是彩塑的三維重建。

　　敦煌研究院甘肅恒真數字文化科技有限公司負責人路育成告訴記者，人工一天能拼接大約20張照片，近兩個月才能拼出一個壁面，還要再進行定位糾正，以確保不會發生形變，由此才是最終版。而這還只是平面壁畫的工作量。如果是弧面壁畫，需要定位糾正的量就更大，相應需要的時間也更多。至于彩塑的三維重建，可以用海量數據來形容，僅僅是第45窟一米多高的主佛雕塑，在電腦軟件中重建所用的三角面就有四百多萬個；中唐第158窟的涅槃像身長15.6米，三維重建該窟耗時兩年，三角面達上億。

　　莫高窟第148窟壁畫數字化采集現場。敦煌研究院供圖

　　敦煌研究院院長蘇伯民介紹，截至2022年底，敦煌石窟完成了近290個洞窟壁畫的高精度數字化采集，162個洞窟的全景漫游節目制作和7處大遺址的三維重建等，5萬多張歷史檔案底片的數字化掃描工作。下一步，敦煌研究院還將頒布4項行業標準，并為“一帶一路”沿線國家提供技術支撐，助力海外流散文物的“數字化回歸”。

　　千年來，文物每天都在老化。構建一個多元化與智能化相結合的石窟文物數字化資源庫，“數字敦煌”放眼于永久保存、永續利用。

　　科技安防實時監測

　　“安防升級改造工程的完成，讓莫高窟從白天的開放區，直接變身晚上的文物庫房禁區。”敦煌研究院保衛處副處長張帥自豪地說。

　　他介紹，敦煌研究院推進“平安石窟”建設，“一院六地”石窟安防系統的全面聯通，初步建成“安全管理平臺及安全應急指揮中心”和預防性保護監測預警體系，啟動了甘肅省石窟寺監測預警平臺一期建設，構建了“信息綜合、科學研判、協同管理、主動預防”的石窟安全管理新模式。

　　敦煌石窟預防性保護監測預警體系。敦煌研究院供圖

　　“一院六地”是指，敦煌研究院同時管理世界文化遺產敦煌莫高窟、天水麥積山石窟、永靖炳靈寺石窟，全國重點文物保護單位瓜州榆林窟、敦煌西千佛洞、慶陽北石窟寺。

　　即將投入使用的甘肅省石窟寺監測預警平臺，對六地進行實時監測。該系統通過航拍比對、全站儀、定點微距攝影、紅外感應等多種手段，對地形地貌、崖體、重點區域壁畫、塑像穩定性的變化進行了定期和實時監測，并建立了完善的人工巡查制度，制定了規范化表格，實現了洞窟的常態化周期檢查、重點洞窟的定期檢查和異常事件快速反應核查。

　　環境監測傳感器已經在莫高窟成熟使用，一旦顯示哪個洞窟內的濕度超過62%，工作人員就會立即采取限流、通風甚至暫停開放的措施。因為超過這一臨界濕度，壁畫深處的地仗層就會析出鹽分，進而在壁畫表面結晶，引起壁畫酥堿和破裂。而濕氣則來自觀眾呼吸出來的水汽，和高濕天氣時因游客參觀而從窟外交換進來的濕空氣。

　　科研創新治病、防病

　　走進我國文物保護領域首座多場耦合實驗室，一眼就看到實驗倉中四個大土塊，均被厚厚一層雪所覆蓋。

　　2020年，我國首座文化遺產保護多場耦合實驗室正式投入使用。敦煌研究院供圖

　　敦煌研究院保護研究所研究人員張博介紹，該實驗室構建了可模擬溫度、濕度、日照、降雨、降雪等各種環境條件的實驗室，模擬環境能夠覆蓋絕大多數的不可移動文物遺址，且模擬的環境具有時間可控、條件可重置、變量可控、數據精確，并能夠進行足尺模型試驗等優點。“實驗室可實現零下30℃至零上60℃的溫度、10%至90%的相對濕度和風、雨、雪、太陽照射等一年四季的各種氣候條件的模擬。”根據實驗結果，可以深入探索文物病害成因、機理，也為防控、防治、修復科學技術提供了良好的實驗平臺。

　　對壁畫的保護研究則是一以貫之的。以第85窟壁畫為例，它存在莫高窟最典型的三種病害——起甲、空鼓、酥堿，敦煌研究院和美國技術團隊通力合作，歷時7年、嘗試80余種配方，開創性研究出了空鼓灌漿和壁畫脫鹽的修復技術，近二十年來該窟壁畫依然穩定。“修復第85窟，創造了可持續的壁畫保護方法。”蘇伯民說，這次修復直接推動了《中國文物古跡保護準則》的出臺，“只有文物保護作為一個科學體系建立起來，才是文物保護領域真正的轉折。”

　　敦煌莫高窟風沙環境綜合治理現場。應妮 攝

　　敦煌石窟壁畫顏料變色機理及色彩復原研究，通過成熟的多光譜圖像技術來調查壁畫消失畫面，以及被污染或覆蓋畫面底層線條、題記等信息；納米化石灰材料的運用，可提高壁畫樣塊表面的粘結力和硬度；采取礫石鋪壓、鋪設麥草方格沙障、滴灌植物固沙等措施，建立莫高窟風沙危害綜合防護體系，使進入窟區的積沙量減少了95%以上，有效減輕了沙塵對石窟圍巖及壁畫的損害程度……種種科技手段的綜合運用，讓蘇伯民有信心說，“只要環境不發生大變化，目前的保護手段可保莫高窟下個千年。”